CN111903846B - 一种稳定、高生物利用度的类胡萝卜素微胶囊及其制备方法 - Google Patents

一种稳定、高生物利用度的类胡萝卜素微胶囊及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111903846B
CN111903846B CN202010756509.4A CN202010756509A CN111903846B CN 111903846 B CN111903846 B CN 111903846B CN 202010756509 A CN202010756509 A CN 202010756509A CN 111903846 B CN111903846 B CN 111903846B
Authority
CN
China
Prior art keywords
carotenoid
organic solvent
grease
solution
oil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010756509.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111903846A (zh
Inventor
李建东
陈志荣
石立芳
黄国东
潘丽爽
尹红
仇丹
张其磊
朱小勇
刘香
戚丽丹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xinchang Xinhecheng Vitamin Co ltd
Zhejiang University ZJU
Zhejiang NHU Co Ltd
Original Assignee
Xinchang Xinhecheng Vitamin Co ltd
Zhejiang University ZJU
Zhejiang NHU Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xinchang Xinhecheng Vitamin Co ltd, Zhejiang University ZJU, Zhejiang NHU Co Ltd filed Critical Xinchang Xinhecheng Vitamin Co ltd
Priority to CN202010756509.4A priority Critical patent/CN111903846B/zh
Publication of CN111903846A publication Critical patent/CN111903846A/zh
Priority to US17/793,937 priority patent/US20230063291A1/en
Priority to PCT/CN2021/090793 priority patent/WO2022021975A1/zh
Priority to DE112021000453.0T priority patent/DE112021000453T5/de
Application granted granted Critical
Publication of CN111903846B publication Critical patent/CN111903846B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23K—FODDER
    • A23K40/00—Shaping or working-up of animal feeding-stuffs
    • A23K40/30—Shaping or working-up of animal feeding-stuffs by encapsulating; by coating
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23K—FODDER
    • A23K20/00—Accessory food factors for animal feeding-stuffs
    • A23K20/10—Organic substances
    • A23K20/179—Colouring agents, e.g. pigmenting or dyeing agents
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23K—FODDER
    • A23K20/00—Accessory food factors for animal feeding-stuffs
    • A23K20/10—Organic substances
    • A23K20/105—Aliphatic or alicyclic compounds
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23D—EDIBLE OILS OR FATS, e.g. MARGARINES, SHORTENINGS, COOKING OILS
    • A23D9/00—Other edible oils or fats, e.g. shortenings, cooking oils
    • A23D9/007—Other edible oils or fats, e.g. shortenings, cooking oils characterised by ingredients other than fatty acid triglycerides
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23D—EDIBLE OILS OR FATS, e.g. MARGARINES, SHORTENINGS, COOKING OILS
    • A23D9/00—Other edible oils or fats, e.g. shortenings, cooking oils
    • A23D9/02—Other edible oils or fats, e.g. shortenings, cooking oils characterised by the production or working-up
    • A23D9/04—Working-up
    • A23D9/05—Forming free-flowing pieces
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23K—FODDER
    • A23K20/00—Accessory food factors for animal feeding-stuffs
    • A23K20/10—Organic substances
    • A23K20/111—Aromatic compounds
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23K—FODDER
    • A23K20/00—Accessory food factors for animal feeding-stuffs
    • A23K20/10—Organic substances
    • A23K20/142—Amino acids; Derivatives thereof
    • A23K20/147—Polymeric derivatives, e.g. peptides or proteins
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23K—FODDER
    • A23K20/00—Accessory food factors for animal feeding-stuffs
    • A23K20/10—Organic substances
    • A23K20/158—Fatty acids; Fats; Products containing oils or fats
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23K—FODDER
    • A23K20/00—Accessory food factors for animal feeding-stuffs
    • A23K20/10—Organic substances
    • A23K20/163—Sugars; Polysaccharides
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23K—FODDER
    • A23K20/00—Accessory food factors for animal feeding-stuffs
    • A23K20/10—Organic substances
    • A23K20/174—Vitamins
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23K—FODDER
    • A23K50/00—Feeding-stuffs specially adapted for particular animals
    • A23K50/80—Feeding-stuffs specially adapted for particular animals for aquatic animals, e.g. fish, crustaceans or molluscs
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23V—INDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
    • A23V2002/00—Food compositions, function of food ingredients or processes for food or foodstuffs

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Animal Husbandry (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Birds (AREA)
  • Marine Sciences & Fisheries (AREA)
  • Insects & Arthropods (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)
  • Acyclic And Carbocyclic Compounds In Medicinal Compositions (AREA)

Abstract

本发明提供了一种稳定的、高生物利用度的类胡萝卜素微胶囊及其制备方法，方法包括如下步骤：a)将类胡萝卜素结晶与有机溶剂混合、溶解，得到类胡萝卜素溶液；b)将类胡萝卜素溶液与热油脂通入分散系统，使类胡萝卜素充分分散至热油脂，并使有机溶剂汽化，得到类胡萝卜素混合分散液；c)将类胡萝卜素混合分散液与保护性胶体水溶液混合乳化得到乳状液；d)喷雾造粒并干燥得到类胡萝卜素微胶囊。本发明微胶囊中的类胡萝卜素颗粒以纳米分散的形式被包裹在油脂中，形成致密保护，隔绝氧气、胃酸，提高产品加工、化学稳定性，且微胶囊中的类胡萝卜素颗粒粒径小，被油脂包裹更易与饲料中的脂类物质一起经胆汁乳化，形成微团被动物吸收，产品生物利用度高。

Description

一种稳定、高生物利用度的类胡萝卜素微胶囊及其制备方法
技术领域
本发明涉及医药化工领域，特别是涉及一种稳定、高生物利用度的类胡萝卜素微胶囊及其制备方法。
背景技术
类胡萝卜素是一类带有多个不饱和键的多烯化合物，作为最重要的天然色素之一，其具有广泛生物活性，包括维生素A原、抗氧化功能、抗肿瘤、保护眼睛以及预防心血管疾病、防止骨质疏松、促进减肥以及保护皮肤等多种功效，已越来越引起医药、食品、饲料、水产养殖以及化妆品等领域相关研究人员的重视。
由于大部分的类胡萝卜素都不溶于水，在植物油的溶解度也很小，在食品加工过程及储藏过程中很容易受化学物质、机械、光、氧、热等作用而高度不稳定，从而限制了它们在功能性食品中的应用。此外，作为微量营养素，类胡萝卜素的生理功效主要取决于其在机体的生物利用率，大量研究表明，类胡萝卜素的存在形式及其粒径对其生物利用率影响很大，类胡萝卜素颗粒粒径越小意味着其被生物体摄入后越容易被吸收利用，也就是拥有更高的生物利用度，所以人们总是努力降低类胡萝卜素颗粒径，让其达到微米级甚至纳米级，因此目前类胡萝卜素开发研究的热点在于：选择颗粒细、稳定性好、生物利用率高的制剂剂型作为类胡萝卜素的摄入载体。
目前市场上出现了各种各样的添加单一或多种类胡萝卜素的健康食品、以及膳食补充剂，如各种片剂、硬胶囊、软胶囊和一些适于装填软胶囊的类胡萝卜素的油悬液、微胶囊、纳米乳、脂质体。但软胶囊、纳米乳、脂质体这三类制剂在制备过程中所添加的表面活性剂可能引发副作用，并引起人体的过敏反应，且软胶囊、乳剂、脂质体都存在易分层及易氧化变质等问题，从而限制了其应用。
在文献中，已有多种剂型的类胡萝卜素制剂的制备方法被报道：
CN101828693A通过利用四氢呋喃、乙醇、植物油等处理类胡萝卜素粗结晶而得到粒径约为10μm的类胡萝卜素油悬液；CN102552173B利用将类胡萝卜素溶液以雾化方式进入植物油的工艺得到平均粒径小于5μm的类胡萝卜素油悬浮液；但这2个工艺的均匀性和类胡萝卜素的粒径均无法达到乳液的水平。且类胡萝卜素在油溶液中化学稳定性很差，极易发生副反应，再者，油悬液剂型在饲料、食品及保健品行业应用不够方便。
CN108030063A以β-胡萝卜素、单甘酯、甘油三酯及维生素E作为油相，经过140-250℃油浴加热的盘管换热器，至油悬液中β-胡萝卜素完全熔融后，加入壁材溶液乳化，辅以消化促进剂，经过喷雾干燥，得到β-胡萝卜素微胶囊。但是高温熔融法容易导致营养素在高温下发生降解或异构化，降低其生物活性。
US3998753记载了一种水可分散的类胡萝卜素制备方法，其中类胡萝卜素的粒度小于1μm，该方法是先将类胡萝卜素与其他添加剂配成有机溶剂的溶液，然后加入到含明胶、分散剂、稳定剂的水溶液中，经高速剪切使体系形成乳液；除去有机溶剂，喷雾干燥得到所需粉末；US4522743所记载的制备水分散的类胡萝卜素粉的方法，是将类胡萝卜素于50～200℃于10秒内溶解在挥发性水可混溶的溶剂中，然后于0～50℃下与含保护性胶体的水溶液快速混合，类胡萝卜素即以＜0.5μm的尺寸分散于保护性胶体中，脱除溶剂，干燥可得类胡萝卜素粉。上述工艺需要在高压(压力在3.0～6.0MPa)、高温(170～200℃)进行，对设备要求高，操作、控制难度大。且这2个工艺均需在保护性胶体中脱除体系中所含的大量溶剂，所需时间长，不易脱除干净，在保护性胶体存在下加热脱溶，体系极易起泡，脱溶时的效率很低，不易控制所需类胡萝卜素粉的粒径和色泽。
CN107669657A采用将类胡萝卜素溶于有机溶剂中形成油相，与乳化稳定剂与水溶解后形成的水相乳化后，在乳液中升温去除溶剂，再加入包被性壁材均质，通过造粒干燥制备较为稳定的类胡萝卜素干粉或微粒。US6936279B2中揭示了一种方法制备类胡萝卜素油悬浮液，其中先将类胡萝卜素与某种非水溶性溶剂混合，再与植物油混合后在氮气流作用下雾化，收集雾化后的溶液，回收其中溶剂，便得到类胡萝卜素油悬液。上述2种方法中，为了保证类胡萝卜素的稳定性，需要额外加入乳化稳定剂或者加入大量的乳化剂和水，而且为了去除大量的有机溶剂，在收集一定量雾化后的“浓缩液”后要停下雾化操作而进行溶剂回收，这在工业化生产上是不利的，此方法产量不大，只适于实验室规模。
为了解决现有技术的问题，我们于2005年申请了一种水分散性类胡萝卜素粉的制备方法(CN100421650C)，该法是将类胡萝卜素结晶溶于含有抗氧化剂、乳化剂的卤代烃或酯类溶剂中，所得的溶液以喷雾形式加入到高速搅拌的乙醇或异丙醇中，使类胡萝卜素以<2μm的无定形粉末形态析出；然后用滤膜或烧结滤棒过滤析出的类胡萝卜素，滤饼以乙醇或异丙醇洗涤，滤干；再将滤饼加入含有保护性胶体的水溶液中，先搅拌打浆，后经均质乳化，接着脱除残余溶剂，制成水分散液；最后将所述的分散液用喷雾法造粒，再经流态化干燥得到水分散性类胡萝卜素的制剂。该方法中通过双溶剂法进行工艺创新，大幅缩短脱溶时间，但类胡萝卜素粒径还需进一步细化，且生物利用度还有待进一步提高。
根据分子营养学可知，要实现类胡萝卜素的生物利用，就要最大限度地避免其在消化道中被破坏和降解，使之能顺利到达肠道部位，与游离脂肪酸、单甘酯和胆盐共同形成为微胶束，从而被小肠粘膜细胞吸收，由淋巴循环系统带入到体内各器官发挥其保健功效。
针对现有技术的缺陷，以及类胡萝卜素在机体内消化吸收的特点，本发明希望找到一种高效简单的方法，能够快速脱除有机溶剂，得到的类胡萝卜素制剂中颗粒细、包埋效果好、稳定性及生物利用度高的产品。
发明内容
本发明的所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种颗粒细、生物利用度高、稳定性好的类胡萝卜素微胶囊及其制备方法。
一种稳定、高生物利用度的类胡萝卜素微胶囊的制备方法，所述方法包括如下步骤：
a)将类胡萝卜素结晶与有机溶剂混合，溶解，得到类胡萝卜素溶液；
b)将所述类胡萝卜素溶液与热油脂通入分散系统，使类胡萝卜素充分分散至所述热油脂中，并使有机溶剂汽化，得到类胡萝卜素混合分散液；
c)将所得类胡萝卜素混合分散液与保护性胶体的水溶液混合，进行乳化得到乳状液；
d)将所述乳状液进行喷雾造粒，然后干燥，得到类胡萝卜素微胶囊。
在其中一个实施例中，步骤b)所述分散系统包括分散装置、连接所述分散装置的容器、输送装置和加热装置，所述分散装置用于步骤a)得到的类胡萝卜素溶液与热油脂或循环物料接触，使类胡萝卜素充分分散到所述热油脂中；所述输送装置用于将物料在所述分散系统中传输；所述加热装置用于将油脂或所述循环物料加热为液态。
在其中一个实施例中，所述分散装置包括依次连接的接触段、收缩段及扩张段；
所述接触段设置有喷射口和雾化口，所述喷射口将加热的液态热油脂或循环物料经所述喷射口引入所述接触段；所述雾化口将步骤a)得到的类胡萝卜素溶液经所述雾化口形成微小的雾滴，引入所述接触段，与呈喷射状的液态热油脂或循环物料接触混合，使所述类胡萝卜素溶液中的有机溶剂汽化，形成类胡萝卜素颗粒并分散在所述热油脂中；
所述收缩段进一步将所述接触段形成的类胡萝卜素雾滴与油脂混合，蒸发所述有机溶剂，进入所述扩张段，再进入与所述分散装置连接的所述容器中。
在其中一个实施例中，所述连接分散装置的容器还包括真空口，将汽化的所述有机溶剂通过所述真空口排出所述容器。
在其中一个实施例中，所述分散系统为连续操作或间歇操作。
在其中一个实施例中，所述物料在所述分散系统中的停留时间≤20h，优选≤10h。
在其中一个实施例中，所述热油脂的温度为60℃-100℃。
在其中一个实施例中，步骤b)中仅将所述类胡萝卜素溶液中的部分所述有机溶剂汽化脱除，优选的，所述类胡萝卜素混合分散液中的残留所述有机溶剂的含量低于1％，优选低于0.5％，更优选低于0.2％。
在其中一个实施例中，步骤c)还包括：进行乳化后脱除所述乳状液中的残留有机溶剂的步骤。
在其中一个实施例中，类胡萝卜素以部分溶解及颗粒分散的状态存在于步骤b)得到的所述类胡萝卜素混合分散液中。在其中一个实施例中，所述类胡萝卜混合分散液中的类胡萝卜素颗粒的平均粒径为0.05μm-0.2μm。
在其中一个实施例中，所述步骤b)中，所述热油脂与类胡萝卜素结晶的质量比为(0.7-20):1，优选为(1-10):1。
在其中一个实施例中，步骤c)所述的乳化方法为高压均质乳化、在线管道式高剪切乳化、超重力乳化和静态混合中的一种或多种。
在其中一个实施例中，所述保护性胶体选自明胶、辛烯基琥珀酸淀粉酯、阿拉伯胶、木质素磺酸钠、木质素磺酸钙、聚丙烯酸钠和羧甲基纤维素钠中的一种或多种。
在其中一个实施例中，经过步骤c)所述的乳化，所述混合分散液分散在所述保护性胶体中，分散相平均粒径＜0.7μm，所述分散相包含至少一种类胡萝卜素颗粒、至少一种油脂，所述类胡萝卜素颗粒以纳米分散的形式被包裹在所述油脂中。
在其中一个实施例中，步骤a)的所述有机溶剂选自氯仿、二氯甲烷、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酮和丙醇中的一种或多种。
在其中一个实施例中，步骤a)中所述有机溶剂与所述类胡萝卜素结晶的质量比为(100-2000):1。
在其中一个实施例中，所述类胡萝卜素溶液中添加有抗氧化剂，所述抗氧化剂选自TBHQ、VC-棕榈酸酯、生育酚、迷迭香、茶多酚、没食子酸丙酯、BHT、抗坏血酸钠、抗坏血酸和乙氧基喹啉中的一种或多种；和/或，所述抗氧化剂与所述类胡萝卜素结晶的质量比为(0.1-3):1。
在其中一个实施例中，所述步骤b)中的所述热油脂为生理上可接受的油脂，所述油脂选自蜡类、植物油脂和氢化植物油脂中的一种或多种。
在其中一个实施例中，所述蜡类选自蜂蜡、巴西棕榈蜡、小烛树蜡、微晶蜡、褐煤酸酯蜡、稻芽油蜡、鲸蜡、羊毛脂蜡、西门德木蜡、萨索尔蜡和日本蜡中的一种或多种，优选蜂蜡；和/或，所述植物油脂选自玉米油、大豆油、葵花籽油、橄榄油、椰子油、菜籽油、棉籽油、棕榈油、棕榈硬脂和可可脂中的一种或多种；和/或，所述氢化植物油脂选自氢化棉籽油、氢化棕榈油和氢化大豆油中的一种或多种。
在其中一个实施例中，步骤a)的所述类胡萝卜素结晶选自β-胡萝卜素、叶黄素、玉米黄质、番茄红素、角黄素、虾青素、辣椒红素、柠檬黄素、β-阿朴-8’-胡萝卜素醛、β-阿朴-8’-胡萝卜素酸乙酯中的一种或多种。
一种所述类胡萝卜素微胶囊制备方法得到的稳定、高生物利用度的类胡萝卜素微胶囊，所述类胡萝卜素微胶囊的分散相分散在所述保护性胶体中，分散相平均粒径＜0.7μm，所述分散相包含至少一种类胡萝卜素颗粒、至少一种油脂，所述类胡萝卜素颗粒以纳米分散的形式被包裹在所述油脂中。
在本发明的工艺中，将类胡萝卜素结晶预先溶解于含有抗氧剂的有机溶剂中得到类胡萝卜素溶液，采用分散系统，使类胡萝卜素溶液经雾化口形成微小的雾滴，与喷射状态的热油脂或循环物料接触，从喷射口引入的热油脂或循环物料产生负压，且温度高于有机溶剂的沸点，在与类胡萝卜素溶液形成的雾滴接触过程中使机溶剂迅速汽化，形成类胡萝卜素颗粒并分散在油脂中，溶液中的类胡萝卜素以分子状态析出并生长，由于混合分散液体系中的残留溶剂和热油脂对类胡萝卜素仍有一定的溶解度，导致类胡萝卜素的析出受到明显抑制，在高速混合条件下，颗粒粒径能被控制在纳米级；进一步的，分散装置接触段形成的物料进入收缩段时，类胡萝卜素溶液雾滴与油脂进一步混合，使雾滴中的有机溶剂蒸发，得到类胡萝卜素混合分散液，在此过程中避免类胡萝卜素油脂分散液聚集，变大，且汽化的有机溶剂在与分散装置连接的容器中经真空口排出系统。相较于传统制备方法(类胡萝卜素溶液在水溶性胶体作用下边乳化边常压脱溶)，本发明形成的类胡萝卜分散液中的类胡萝卜素可达到细小的颗粒级别。
将得到的混合分散液与保护性胶体的水溶液混合乳化，并脱除剩余的溶剂，再造粒成型。微胶囊中的类胡萝卜素颗粒以纳米分散的形式被包裹在油脂中，油脂的存在能为其中的类胡萝卜素颗粒提供致密保护,隔绝氧气，使产品具有更好的加工稳定性。
本发明微胶囊被摄入动物体内后，在强酸性的胃液环境中，油脂的存在隔绝了胃酸对类胡萝卜素的破坏作用，使产品具有更好的化学稳定性，之后类胡萝卜素颗粒、油脂在小肠中分解后与其他脂类物质一起经胆汁乳化后形成微团,自由扩散进入肠黏膜细胞。类胡萝卜素颗粒粒径小，且被油脂包裹更易与饲料中的脂类物质一起经胆汁乳化，更有效的形成微团被动物吸收，产品生物利用度高。
本申请至少包括以下的有益效果：
1)采用热油脂进行分散，混合分散液体系中的残留溶剂和热油脂对类胡萝卜素仍有一定的溶解度，导致类胡萝卜素的析出受到明显抑制，在高速混合条件下，颗粒粒径能被控制在纳米级。
2)本发明有机溶剂在分散体系中在线脱除，可大大简化操作步骤。
3)本发明微胶囊中的类胡萝卜素颗粒以纳米分散的形式被包裹在油脂中，油脂的存在能为其中的类胡萝卜素颗粒提供致密保护，隔绝氧气，使产品具有更好的加工稳定性。
4)本发明微胶囊被摄入动物体内后，在强酸性的胃液环境中，油脂的存在隔绝了胃酸对类胡萝卜素的破坏作用，使产品具有更好的化学稳定性。
5)本发明微胶囊中的类胡萝卜素颗粒粒径小，且被油脂包裹更易与饲料中的脂类物质一起经胆汁乳化，更有效的形成微团被动物吸收，产品的生物利用度高。
附图说明
图1为本申请一实施例的类胡萝卜素微胶囊制备方法流程示意图；
图2为本申请一实施例的分散系统结构示意图；
图3为本申请一实施例的分散装置示意图，其中，5—喷射口；6—雾化口；7—接触段；8—收缩段；9—扩张段；
图4为本申请一实施例的类胡萝卜素微胶囊结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的一些实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施方式，都属于本发明保护的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1，本申请提供一种类胡萝卜素微胶囊的制备方法，包括如下步骤：
a)将类胡萝卜素结晶与有机溶剂混合，溶解，得到类胡萝卜素溶液；
b)将所述类胡萝卜素溶液与热油脂通入分散系统，使类胡萝卜素充分分散至所述热油脂中，并使有机溶剂迅速汽化，得到类胡萝卜素混合分散液；
c)所得类胡萝卜素混合分散液与保护性胶体的水溶液混合，进行乳化得到乳状液；
d)将所述乳状液进行喷雾造粒，然后干燥，得到类胡萝卜素微胶囊。
在本发明中，若无特别说明，则所用原料(例如有机溶剂、油脂等)均为生理上可接受的物质。
术语“至少大部分”指大于50％、优选≥60％、≥70％、≥80％、≥90％、≥95％、≥96％、≥97％、≥98％或≥99％。
本发明采用热油脂对类胡萝卜素进行分散，混合分散液体系中的热油脂和部分有机溶剂对类胡萝卜素仍有一定的溶解度，导致类胡萝卜素的析出受到明显抑制，在高速混合条件下，类胡萝卜素的颗粒粒径能被控制在纳米级。并且，油脂的存在，还能为其中的类胡萝卜素颗粒提供致密的保护，隔绝氧气、胃酸，使得产品具有更好的加工稳定性及化学稳定性。相对现有技术的常规溶剂法或者研磨法，本发明得到的类胡萝卜素微胶囊中类胡萝卜素颗粒的粒径控制得更小，且类胡萝卜素颗粒被油脂包裹更易与饲料中的脂类物质一起经胆汁乳化，更有效的形成微团被动物吸收，产品生物利用度高。
在一实施例中，步骤a)的所述类胡萝卜素结晶选自β-胡萝卜素、叶黄素、玉米黄质、番茄红素、角黄素、虾青素、辣椒红素、柠檬黄素、β阿朴-8’-胡萝卜素醛、β-阿朴-8’-胡萝卜素酸乙酯中的一种或多种。
在一实施例中，步骤a)的所述有机溶剂可选自氯仿、二氯甲烷、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酮和丙醇中的一种或多种。
在一实施例中，步骤a)中所述有机溶剂与所述类胡萝卜素结晶的质量比为(100-2000):1。具体的，有机溶剂与类胡萝卜素结晶的质量比可以为(100-500):1、(500-800):1、(800-1000):1、(1000-1200):1、(1200-1400):1、(1400-1700):1或(1700-2000):1。
在一实施例中，所述类胡萝卜素溶液中添加有抗氧化剂，所述抗氧化剂选自TBHQ、VC-棕榈酸酯、生育酚、迷迭香、茶多酚、没食子酸丙酯、BHT、抗坏血酸钠、抗坏血酸和乙氧基喹啉中的一种或多种。在一实施例中，所述抗氧化剂与所述类胡萝卜素结晶的质量比为(0.1-3):1。
在一实施例中，可通过加热方式使得胡萝卜素结晶完全溶解于有机溶剂中。
在一实施例中，所述步骤b)中的所述热油脂为生理上可接受的油脂，所述油脂选自蜡类、植物油脂和氢化植物油脂中的一种或多种。在一实施例中，所述蜡类选自蜂蜡、巴西棕榈蜡、小烛树蜡、微晶蜡、褐煤酸酯蜡、稻芽油蜡、鲸蜡、羊毛脂蜡、西门德木蜡、萨索尔蜡和日本蜡中的一种或多种，优选蜂蜡。在一实施例中，所述植物油脂选自玉米油、大豆油、葵花籽油、橄榄油、椰子油、菜籽油、棉籽油、棕榈油、棕榈硬脂和可可脂中的一种或多种。在一实施例中，所述氢化植物油脂选自氢化棉籽油、氢化棕榈油和氢化大豆油中的一种或多种。
在一实施例中，所述热油脂的温度为60℃-100℃。具体可以为60℃-70℃、70℃-80℃、80℃-90℃或90℃-100℃。
请参阅图2和图3，在一个实施例中，所述步骤b)所述分散系统包括分散装置、连接分散装置的容器、输送装置和加热装置，所述分散装置用于步骤a)得到的类胡萝卜素溶液与热油脂或循环物料接触，使类胡萝卜素充分分散到油脂中；所述输送装置用于系统物料输送；所述加热装置用于加热油脂或循环物料使其呈液态。优选的，所述分散系统为循环传输系统，即分散装置中的物料能够进入容器，容器中的物料又能够循环回流入所述分散装置。所述循环物料指的是类胡萝卜素溶液经所述分散装置一次或多次除有机溶剂之后再次在所述分散系统中传输的组分。
在一个实施例中，所述分散装置包括依次连接的接触段7、收缩段8及扩张段9，所述接触段7设置有喷射口5和雾化口6，所述喷射口5将加热的液态热油脂或循环物料经喷射口5引入接触段7；所述雾化口6将步骤a)得到的类胡萝卜素溶液经雾化口6形成微小的雾滴，引入接触段7，与呈喷射状的液态热油脂或循环物料接触混合，使类胡萝卜素溶液中的有机溶剂汽化，形成类胡萝卜素颗粒并分散在油脂中。
所述收缩段8进一步将接触段7形成的类胡萝卜素雾滴与油脂混合，快速蒸发有机溶剂，进入扩张段9，再进入与分散装置连接的容器中。
在一个实施例中，所述与分散装置的容器还包括真空口，将汽化的有机溶剂通过真空口排出容器。
在一个实施例中，所述分散系统为连续操作或间歇操作。连续操作指的是类胡萝卜素溶液连续的进入所述分散系统进行处理，例如类胡萝卜素溶液以预定的速度连续进入所述分散系统，如实施例7所示。间歇操作指的是将类胡萝卜素一次性进料至所述分散系统，分散系统中反应完成的物料再进行后续的步骤得到乳状液并造粒，得到类胡萝卜素微胶囊，如实施例1所示。
在一个实施例中，所述物料在分散系统中的停留时间≤20h，优选≤10h。
请参阅图3，在一实施例中，步骤b)中，所述热油脂或循环物料经喷射口5进入分散装置的接触段7，与所述类胡萝卜素溶液经分散装置的雾化口6形成的雾滴接触，热油脂或循环物料的温度高于有机溶剂的沸点，在与雾化的雾滴接触时使类胡萝卜素溶液中的有机溶剂迅速汽化，形成类胡萝卜素颗粒并分散在油脂中，物料经收缩段8、扩张段9进入容器后，汽化的有机溶剂经容器上方的真空口排出，得到类胡萝卜素混合分散液，经输送装置循环往复，待混合分散液中类胡萝卜素的颗粒达到0.05μm-0.2μm时，出料进行步骤c)。
优选的，步骤b)将所述类胡萝卜素溶液中的至少大部分有机溶剂脱除。优选的，步骤b)中仅将所述类胡萝卜素溶液中的部分所述有机溶剂汽化脱除，残留有机溶剂可在乳化后脱除。混合分散液中部分有机溶剂和热油脂对类胡萝卜素仍有一定的溶解度，导致类胡萝卜素的析出受到明显抑制，在高速混合条件下，颗粒粒径能被控制在纳米级。在一实施例中，在步骤b)中脱出有机溶剂的质量百分比＞99％。在一实施例中，所述类胡萝卜素溶液经喷雾后与所述热油脂接触，在负压体系下脱除部分有机溶剂。具体的脱除时间根据实际的溶剂量、脱除比例要求和实际体系情况确定。
在一实施例中，控制所述类胡萝卜素混合分散液中的残留的所述有机溶剂的质量含量低于1％(小于等于1％)，优选低于0.5％(小于等于0.5％)，更优选低于0.2％(小于等于0.2％)。在一实施例中，步骤c)还包括：进行乳化后脱除乳状液中的残留有机溶剂的步骤。具体的脱溶剂方法可以为常规方法，例如真空脱溶。具体的脱除时间根据实际的存留溶剂量和实际体系情况确定。
在一实施例中，类胡萝卜素以部分溶解及颗粒分散的状态存在于步骤b)得到的所述类胡萝卜素混合分散液中。优选的，类胡萝卜素至少大部分以颗粒分散的状态存在于所述类胡萝卜素混合分散液中，即类胡萝卜素大部分以颗粒状分散，小部分溶解于类胡萝卜素混合分散液中。优选以＞80％的部分以颗粒分散的状态存在于所述类胡萝卜素混合分散液中。
在一实施例中，所述类胡萝卜混合分散液中的类胡萝卜素颗粒的平均粒径为0.05μm-0.2μm。具体的，类胡萝卜素颗粒的粒径可以为0.05μm-0.1μm、0.1μm-0.15μm或0.15μm-0.2μm。
在一实施例中，所述热油脂与类胡萝卜素结晶的质量比为(0.7-20):1。具体的，热油脂与类胡萝卜素结晶的质量比可以为(0.7-1):1、(1-5):1、(5-10):1、(10-15):1、(15-20):1。优选为(1-10):1。
在一实施例中，步骤c)所述的乳化方法为高压均质乳化、在线管道式高剪切乳化、超重力乳化和静态混合中的一种或多种。优选的，乳化方法可为高压均质乳化。
在一实施例中，所述保护性胶体可选自明胶、辛烯基琥珀酸淀粉酯、阿拉伯胶、木质素磺酸钠、木质素磺酸钙、聚丙烯酸钠和羧甲基纤维素钠中的一种或多种。
在本申请优选的工艺中，将类胡萝卜素结晶预先溶解于含有抗氧剂的有机溶剂中得到类胡萝卜素溶液，再经分散体系雾化成雾滴，与呈喷射状态的热油脂接触，在此过程中类胡萝卜素溶液中的有机溶剂快速蒸发，使溶液中的类胡萝卜素以分子状态析出并生长，由于混合分散液体系中的残留溶剂和热油脂对类胡萝卜素仍有一定的溶解度，导致类胡萝卜素的析出受到明显抑制，在高速混合条件下，颗粒粒径能被控制在纳米级；且相较于传统制备方法(类胡萝卜素溶液在水溶性胶体作用下边乳化边常压脱溶)，本发明有机溶剂在线脱除，可大大简化操作步骤。
将得到的混合分散液再与保护性胶体的水溶液中混合乳化，并脱除剩余的溶剂，再造粒成型。产品中油脂的存在还能为其中的类胡萝卜素颗粒提供致密保护。
在一实施例中，经过步骤c)所述的乳化，所述混合分散液分散在所述保护性胶体中，分散相平均粒径＜0.7μm，所述分散相包含至少一种类胡萝卜素颗粒、至少一种油脂，所述类胡萝卜素颗粒以纳米分散的形式被包裹在所述油脂中。
在一实施例中，步骤d)的喷雾造粒，在涂敷材料存在的条件下进行喷雾造粒。优选的，涂敷材料选自玉米淀粉、二氧化硅、磷酸三钙及其混合物。
在一实施例中，步骤d)的干燥方法可以为流化床干燥。
在一实施例中，所述乳状液进料到喷雾造粒塔中，在涂敷材料存在的条件下进行喷雾造粒，然后干燥，形成包覆涂敷材料的类胡萝卜素微胶囊。本申请实施例还提供了一种由上述任一实施例的类胡萝卜素微胶囊的制备方法制备得到的类胡萝卜素微胶囊，该类胡萝卜素微胶囊的分散相分散在所述保护性胶体中，分散相平均粒径＜0.7μm，所述分散相包含至少一种类胡萝卜素颗粒、至少一种油脂，所述类胡萝卜素颗粒以纳米分散的形式被包裹在所述油脂中。具体可请参阅图4所示。
在一实施例中，该类胡萝卜素微胶囊中的类胡萝卜素颗粒的平均粒径可以为0.05μm-0.1μm、0.1μm-0.15μm或0.15μm-0.2μm。
在一实施例中，该类胡萝卜素微胶囊的分散相的粒径可以为0.3μm-0.4μm、0.4μm-0.5μm、0.5μm-0.6μm或0.6μm-0.7μm。
本发明中“混合分散液中类胡萝卜素的平均粒径”为分散在混合分散液中的类胡萝卜素颗粒的平均粒径，“乳状液分散相平均粒径”为乳状液中包裹着类胡萝卜素颗粒的油脂的平均粒径，“微胶囊分散相平均粒径”为微胶囊再分散于水中时其中包裹着类胡萝卜素颗粒的油脂的平均粒径，“微胶囊中类胡萝卜素颗粒平均粒径”为微胶囊再分散于水中时被包裹在油脂中的类胡萝卜素颗粒的平均粒径，上述平均粒径采用激光粒度仪、颗粒图像仪等检测。
在本发明的一个或几个实施例中，为了检测本发明所制备的类胡萝卜素微胶囊的稳定性，将一个或几个实施例制备得到的产品与其他饲料原料混合、调质、膨化、制粒、烘干，测定烘干后饲料中类胡萝卜素的保留率。
为了评价产品的生物利用度，将一个或几个实施例制备得到的类胡萝卜素微胶囊加入到商品饲料中，经膨化加工制成饲料，并养殖虹鳟8周，对肌肉着色效果进行对比。
以下为具体的实施例。
实施例1：
将2.5Kg虾青素结晶、0.3Kg生育酚与250Kg二氯甲烷混合，升温至40℃，制成0.99％的虾青素溶液。将1Kg生育酚加入到5Kg大豆油中，用循环泵将该混合物经加热装置升温至80℃，经喷射口进入分散装置。虾青素溶液经雾化口进入分散装置，与呈喷射状态的循环物料接触混合，二氯甲烷迅速汽化，物料进入与分散装置连接的容器，容器保持负压状态，汽化的二氯甲烷经真空口排出，热交换器冷却到贮罐，可以循环使用。容器中得到虾青素、生育酚、溶剂和大豆油的混合分散液，经输送装置从喷射口循环进入分散装置，与雾化口进入的虾青素溶液接触，循环往复，直至虾青素溶液输送完毕，最终得到虾青素、生育酚、溶剂和大豆油的混合分散液8.8Kg，其中虾青素含量28.4％，溶剂残留0.16％，混合分散液中虾青素的平均粒径0.171μm。
将10Kg明胶溶解于40Kg水中并降温至40℃，将上述混合分散液与明胶水溶液混合，高速剪切乳化30min，得到乳状液，乳状液分散相平均粒径0.501μm。乳状液真空脱溶1小时，然后在喷雾造粒器中造粒，经流化床干燥，即得含虾青素10.9％的微胶囊，微胶囊的分散相平均粒径为0.512μm，微胶囊中虾青素颗粒的平均粒径为0.176μm，产品中检测不到二氯甲烷残留。
实施例2：
将2.5Kg虾青素结晶、1Kg抗坏血酸棕榈酸酯与300Kg丙酮混合，升温至55℃，制成0.82％的虾青素溶液。将7.5Kg蜂蜡经加热装置升温至100℃，经喷射口进入分散装置，虾青素溶液经雾化口进入分散装置，与呈喷射状态的蜂蜡接触混合，丙酮迅速汽化，物料进入与分散装置连接的容器，容器保持负压状态，汽化的丙酮经真空口排出，热交换器冷却到贮罐，可以循环使用。容器中得到虾青素、抗坏血酸棕榈酸酯、溶剂和蜂蜡的混合分散循环液，经输送装置从喷射口循环进入分散装置，与雾化口进入的虾青素溶液接触，循环往复，直至虾青素溶液输送完毕，最终得到虾青素、抗坏血酸棕榈酸酯、溶剂和蜂蜡的混合分散液11Kg，其中虾青素含量22.7％，溶剂残留0.13％，混合分散液中虾青素的平均粒径0.166μm。
将12.5Kg辛烯基琥珀酸淀粉钠溶解于60Kg水中，温度保持65℃，将上述混合分散液与辛烯基琥珀酸淀粉钠水溶液混合，500bar高压均质30min，得到乳状液，乳状液分散相平均粒径0.478μm。乳状液真空脱溶1小时，然后在喷雾造粒器中造粒，经流化床干燥，即得含虾青素9.0％的微胶囊，微胶囊的分散相平均粒径为0.481μm，微胶囊中虾青素颗粒的平均粒径为0.168μm，产品中检测不到丙酮残留。
实施例3：
将2.5Kg虾青素结晶、1KgBHT与400Kg二氯甲烷混合，升温至40℃，制成0.62％的虾青素溶液。10Kg玉米油经加热装置升温至90℃，经喷射口进入分散装置，虾青素溶液经雾化口进入分散装置，与呈喷射状态的玉米油接触混合，二氯甲烷迅速汽化，物料进入与分散装置连接的容器，容器保持负压状态，汽化的二氯甲烷经真空口排出，热交换器冷却到贮罐，可以循环使用。容器中得到虾青素、BHT、溶剂和玉米油的混合分散循环液，经输送装置从喷射口循环进入分散装置，与雾化口进入的虾青素溶液接触，循环往复，直至虾青素溶液输送完毕，最终得到虾青素、BHT、溶剂和玉米油的混合分散液13.5Kg，其中虾青素含量18.5％，溶剂残留0.15％，混合分散液中虾青素的平均粒径0.161μm。
将15Kg木质素磺酸钙溶解于35Kg水中，温度保持40℃，将上述混合分散液与木质素磺酸钙水溶液混合，800bar高压均质20min，得到乳状液，乳状液分散相平均粒径0.435μm。乳状液真空脱溶1小时，然后在喷雾造粒器中造粒，经流化床干燥，即得含虾青素7.2％的微胶囊，微胶囊的分散相平均粒径为0.441μm，微胶囊中虾青素颗粒的平均粒径为0.162μm，产品中检测不到二氯甲烷残留。
实施例4：
将虾青素结晶、生育酚、二氯甲烷按1:0.2:400的质量比混合，升温至40℃，制成0.25％的虾青素溶液，虾青素溶液以35Kg/h的流量经雾化口进入分散装置。菜籽油以0.35Kg/h的流量与循环分散液一起经加热装置升温至100℃，经喷射口进入分散装置与雾化态的虾青素溶液接触混合，二氯甲烷迅速汽化，物料进入与分散装置连接的容器，容器保持负压状态，汽化的二氯甲烷经真空口连续排出，热交换器冷却到贮罐，可以循环使用。容器中得到虾青素、生育酚、溶剂和菜籽油的混合分散循环液，经输送装置从喷射口循环进入分散装置，与雾化口进入的虾青素溶液接触混合，系统稳定后得到0.455Kg/h虾青素含量19.2％的混合分散液，虾青素在分散系统中的停留时间为10h，混合分散液打入中转釜，混合分散液中溶剂残留0.12％，虾青素的平均粒径0.102μm。
将木质素磺酸钠溶解于水中，配置木质素磺酸钠含量为35％的水溶液，温度保持40℃备用。将上述虾青素含量20％的混合分散液以0.455Kg/h的流量送入超重力旋转填充床打浆器中，同时将已配好的木质素磺酸钠水溶液以2.82Kg/h流量送入上述超重力旋转床打浆器中，得到流量约3.28Kg/h的乳状液，乳状液中分散相平均粒径0.236μm。将上述乳状液连续送入喷雾造粒器中造粒，经流化床干燥，即得含虾青素5.6％的微胶囊，微胶囊的分散相平均粒径为0.241μm，微胶囊中虾青素颗粒的平均粒径为0.109μm，产品中检测不到二氯甲烷残留。
实施例5：
将虾青素结晶、茶多酚、氯仿按1:0.7:500的质量比混合，升温至40℃，制成0.2％的虾青素溶液，虾青素溶液以30Kg/h的流量经雾化口进入分散装置。巴西棕榈蜡以0.26Kg/h的流量与循环物料一起经加热装置升温至100℃，经喷射口进入分散装置与雾化态的虾青素溶液接触混合，氯仿迅速汽化，物料进入与分散装置连接的容器，容器保持负压状态，汽化的氯仿经真空口连续排出，热交换器冷却到贮罐，可以循环使用。容器中得到虾青素、生育酚、溶剂和巴西棕榈蜡的混合分散循环液，经输送装置从喷射口循环进入分散装置，与雾化口进入的虾青素溶液接触混合，系统稳定后得到0.36Kg/h虾青素含量16.6％的的混合分散液，虾青素在分散系统中的停留时间为15h，混合分散液打入中转釜，混合分散液中溶剂残留0.21％，虾青素的平均粒径0.115μm。
将辛烯基琥珀酸淀粉酯溶解于水中，配置辛烯基琥珀酸淀粉酯含量为24％的水溶液，温度保持40℃备用。将上述虾青素含量18.7％的混合分散液以0.36Kg/h的流量送入超重力旋转填充床打浆器中，同时将已配好的木质素磺酸钠水溶液以1.5Kg/h流量送入上述超重力旋转床打浆器中，得到流量约1.86Kg/h的乳状液，乳状液中分散相平均粒径0.214μm。将上述乳状液连续送入喷雾造粒器中造粒，经流化床干燥，即得含虾青素6.8％的微胶囊，微胶囊的分散相平均粒径为0.225μm，微胶囊中虾青素颗粒的平均粒径为0.120μm，产品中检测不到二氯甲烷残留。
对比例1：
将5Kg虾青素结晶、2.5Kg生育酚溶于400Kg二氯甲烷中，制成虾青素溶液。将20Kg明胶、10Kg麦芽糊精溶于80Kg水中，降温至40℃。将虾青素溶液缓缓滴加到水性相中，边滴加边剪切乳化脱溶，滴加完，脱除残留溶剂，然后在喷雾造粒器中造粒，流化床干燥，即得含虾青素11.0％的微胶囊，微胶囊中虾青素颗粒平均粒径为0.263μm，产品溶剂残留43ppm。
对比例2：
将5Kg虾青素结晶、2Kg抗坏血酸棕榈酸酯溶于400Kg丙酮中，制成虾青素溶液。将25Kg辛烯基琥珀酸淀粉钠、15Kg糊精溶于120Kg水中，温度保持65℃。将虾青素溶液缓缓滴加到水性相中，边滴加边剪切乳化脱溶，滴加完，脱除残留溶剂，然后在喷雾造粒器中造粒，流化床干燥，即得含虾青素9.1％的微胶囊，微胶囊中虾青素颗粒平均粒径为0.251μm，产品溶剂残留39ppm。
将实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5、对比例1、对比例2制备得到的虾青素微粒的加工稳定性进行对比。虾青素微粒与其他饲料原料混合、调质、膨化、制粒、烘干，测定烘干后饲料中虾青素的保留率，结果如下表1所示。
表1：不同虾青素微胶囊饲料加工保留率
将实施例1、实施例2、实施例4、对比例1制备得到的虾青素微粒加入到商品饲料中，经膨化加工制成饲料A、饲料B、饲料C、饲料D，饲料A、B、C、D虾青素实测含量分别为50ppm、49ppm、51ppm、50ppm。分别用饲料A、B、C、D养殖虹鳟8周，对肌肉着色效果进行对比，结果如下表2所示。
表2：不同虾青素饲料对虹鳟8周肌肉着色的影响
组别 SalmoFan色卡值 肌肉红度(a*) 虾青素含量(mg/Kg)
A 28.57±1.93 16.55±1.63 1.69±0.60
B 28.98±1.93 17.86±1.46 1.82±0.31
C 29.31±1.54 18.17±1.33 1.87±0.42
D 26.16±1.46 11.47±1.45 1.15±0.36
实施例6：
将1.25Kg斑蝥黄结晶、0.25Kg乙氧基喹啉与500Kg氯仿混合，升温至65℃，制成0.25％的斑蝥黄溶液。12.5Kg氢化棕榈油经加热装置升温至100℃，经喷射口进入分散装置，斑蝥黄溶液经雾化口进入分散装置，与呈喷射状态的氢化棕榈油接触混合，氯仿迅速汽化，物料进入与分散装置连接的容器，容器保持负压状态，汽化的氯仿经真空口排出，热交换器冷却到贮罐，可以循环使用。容器中得到斑蝥黄、乙氧基喹啉、溶剂和氢化棕榈油的混合分散循环液，经输送装置从喷射口循环进入分散装置，与雾化口进入的斑蝥黄溶液接触，循环往复，直至斑蝥黄溶液输送完毕，最终得到斑蝥黄、乙氧基喹啉、溶剂和氢化棕榈油的混合分散液14Kg，其中斑蝥黄含量8.9％，溶剂残留0.23％，混合分散液中斑蝥黄的平均粒径0.131μm。
将37.5Kg木质素磺酸钠溶解于62.5Kg水中，温度保持65℃，将上述混合分散液与木质素磺酸钠水溶液混合，高速剪切乳化30min，得到乳状液，乳状液分散相平均粒径0.355μm。乳状液真空脱溶1小时，然后在喷雾造粒器中造粒，经流化床干燥，即得含斑蝥黄2.0％的微胶囊，微胶囊的分散相平均粒径为0.362μm，微胶囊中斑蝥黄颗粒的平均粒径为0.133μm，产品中检测不到氯仿残留。
实施例7：
将番茄红素结晶、生育酚、二氯甲烷按1:0.2:800的质量比混合，升温至40℃，制成0.12％的番茄红素溶液，番茄红素溶液以20Kg/h的流量经雾化口进入分散装置。菜籽油以0.49Kg/h的流量与循环物料一起经加热装置升温至100℃，经喷射口进入分散装置与雾化态的番茄红素溶液接触混合，二氯甲烷迅速汽化，物料进入与分散装置连接的容器，容器保持负压状态，汽化的二氯甲烷经真空口连续排出，热交换器冷却到贮罐，可以循环使用。容器中得到番茄红素、生育酚、溶剂和菜籽油的混合分散循环液，经输送装置从喷射口循环进入分散装置，与雾化口进入的番茄红素溶液接触混合，系统稳定后得到0.52Kg/h番茄红素含量4.8％的的混合分散液，番茄红素在分散系统中的停留时间为8h，混合分散液打入中转釜，混合分散液中溶剂残留0.11％，番茄红素的平均粒径0.107μm。
将木质素磺酸钠溶解于水中，配置木质素磺酸钠含量为35％的水溶液，温度保持40℃备用。将上述番茄红素含量4.8％的混合分散液以0.52Kg/h的流量送入超重力旋转填充床打浆器中，同时将已配好的木质素磺酸钠水溶液以3.3Kg/h流量送入上述超重力旋转床打浆器中，得到流量约3.8Kg/h的乳状液，乳状液中分散相平均粒径0.286μm。将上述乳状液连续送入喷雾造粒器中造粒，经流化床干燥，即得含番茄红素1.2％的微胶囊，微胶囊的分散相平均粒径为0.292μm，微胶囊中番茄红素颗粒的平均粒径为0.111μm，产品中检测不到二氯甲烷残留。
实施例8：
β-胡萝卜素结晶、抗坏血酸棕榈酸酯、二氯甲烷按1:0.4:1600的质量比混合，升温至40℃，制成0.06％的β-胡萝卜素溶液，β-胡萝卜素溶液以25Kg/h的流量经雾化口进入分散装置。棕榈油以0.59Kg/h的流量与循环物料一起经加热装置升温至100℃，经喷射口进入分散装置与雾化态的β-胡萝卜素溶液接触混合，二氯甲烷迅速汽化，物料进入与分散装置连接的容器，容器保持负压状态，汽化的二氯甲烷经真空口连续排出，热交换器冷却到贮罐，可以循环使用。容器中得到β-胡萝卜素、生育酚、溶剂和棕榈油的混合分散循环液，经输送装置从喷射口循环进入分散装置，与雾化口进入的β-胡萝卜素溶液接触混合，系统稳定后得到0.65Kg/hβ-胡萝卜素含量2.4％的的混合分散液，β-胡萝卜素在分散系统中的停留时间为7h，混合分散液打入中转釜，混合分散液中溶剂残留0.12％，β-胡萝卜素的平均粒径0.085μm。
将明胶溶解于水中，配置明胶含量为21.4％的水溶液，温度保持40℃备用。将上述β-胡萝卜素含量2.4％的混合分散液以0.65Kg/h的流量送入超重力旋转填充床打浆器中，同时将已配好的木质素磺酸钠水溶液以3.65Kg/h流量送入上述超重力旋转床打浆器中，得到流量约4.3Kg/小时的乳状液，乳状液分散相平均粒径0.332μm。将上述乳状液连续送入喷雾造粒器中造粒，经流化床干燥，即得含β-胡萝卜素1.0％的微胶囊，微胶囊的分散相平均粒径为0.343μm，微胶囊中β-胡萝卜素颗粒的平均粒径为0.089μm，产品中检测不到二氯甲烷残留。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (18)

1.一种稳定、高生物利用度的类胡萝卜素微胶囊的制备方法，所述方法包括如下步骤：
a)将类胡萝卜素结晶与有机溶剂混合，溶解，得到类胡萝卜素溶液；所述有机溶剂与所述类胡萝卜素结晶的质量比为(100-2000):1；
b)将所述类胡萝卜素溶液与热油脂通入分散系统，使类胡萝卜素充分分散至所述热油脂中，并使所述类胡萝卜素溶液中的部分有机溶剂汽化脱除，得到类胡萝卜素混合分散液；所述热油脂与类胡萝卜素结晶的质量比为(0.7-20):1；所述热油脂的温度为60℃-100℃；
c)将所得类胡萝卜素混合分散液与保护性胶体的水溶液混合，进行乳化得到乳状液；
d)将所述乳状液进行喷雾造粒，然后干燥，得到类胡萝卜素微胶囊；
类胡萝卜素以部分溶解及颗粒分散的状态存在于步骤b）得到的所述类胡萝卜素混合分散液中；所述类胡萝卜混合分散液中的类胡萝卜素颗粒的平均粒径为0.05μm -0.2μm；
经过步骤c）所述的乳化，所述混合分散液分散在所述保护性胶体中，分散相平均粒径＜0.7μm，所述分散相包含至少一种类胡萝卜素颗粒、至少一种油脂，所述类胡萝卜素颗粒以纳米分散的形式被包裹在所述油脂中；
步骤b）所述分散系统包括分散装置、连接所述分散装置的容器、输送装置和加热装置，所述分散装置用于步骤a）得到的所述类胡萝卜素溶液与所述热油脂或循环物料接触，使类胡萝卜素充分分散到所述热油脂中；所述输送装置用于将物料在所述分散系统中传输；所述加热装置用于将油脂或循环物料加热为液态；所述循环物料指的是类胡萝卜素溶液经所述分散装置一次或多次除有机溶剂之后再次在所述分散系统中传输的组分；
所述分散装置包括依次连接的接触段、收缩段及扩张段；所述接触段设置有喷射口和雾化口，所述喷射口将加热的液态热油脂或循环物料经所述喷射口引入所述接触段；所述雾化口将步骤a)得到的类胡萝卜素溶液经所述雾化口形成微小的雾滴，引入所述接触段，与呈喷射状的液态热油脂或循环物料接触混合，使所述类胡萝卜素溶液中的有机溶剂汽化，形成类胡萝卜素颗粒并分散在所述热油脂中；所述收缩段进一步将所述接触段形成的类胡萝卜素雾滴与油脂混合，蒸发所述有机溶剂，进入所述扩张段，再进入与所述分散装置连接的所述容器中。
2.根据权利要求1所述的类胡萝卜素微胶囊的制备方法，其特征在于，所述连接分散装置的容器还包括真空口，将汽化的所述有机溶剂通过所述真空口排出所述容器。
3.根据权利要求1所述的类胡萝卜素微胶囊的制备方法，其特征在于，所述分散系统为连续操作或间歇操作。
4.根据权利要求1所述的类胡萝卜素微胶囊的制备方法，其特征在于，所述物料在所述分散系统中的停留时间≤20h。
5.根据权利要求4所述的类胡萝卜素微胶囊的制备方法，其特征在于，所述物料在所述分散系统中的停留时间≤10h。
6.根据权利要求1所述的类胡萝卜素微胶囊的制备方法，其特征在于，所述类胡萝卜素混合分散液中的残留所述有机溶剂的含量低于1%。
7.根据权利要求6所述的类胡萝卜素微胶囊的制备方法，其特征在于，所述类胡萝卜素混合分散液中的残留所述有机溶剂的含量低于0.5%。
8.根据权利要求7所述的类胡萝卜素微胶囊的制备方法，其特征在于，所述类胡萝卜素混合分散液中的残留所述有机溶剂的含量低于0.2%。
9.根据权利要求1所述的类胡萝卜素微胶囊的制备方法，其特征在于，步骤c)还包括：进行乳化后脱除所述乳状液中的残留有机溶剂的步骤。
10.根据权利要求1所述的类胡萝卜素微胶囊的制备方法，其特征在于，所述步骤b）中，所述热油脂与类胡萝卜素结晶的质量比为(1-10):1。
11.根据权利要求1-10任一项所述的类胡萝卜素微胶囊的制备方法，其特征在于，步骤c)所述的乳化方法为高压均质乳化、在线管道式高剪切乳化、超重力乳化和静态混合中的一种或多种。
12.根据权利要求1-10任一项所述的类胡萝卜素微胶囊的制备方法，其特征在于，所述保护性胶体选自明胶、辛烯基琥珀酸淀粉酯、阿拉伯胶、木质素磺酸钠、木质素磺酸钙、聚丙烯酸钠和羧甲基纤维素钠中的一种或多种。
13.根据权利要求1-10任一项所述的类胡萝卜素微胶囊的制备方法，其特征在于，步骤a)的所述有机溶剂选自氯仿、二氯甲烷、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酮和丙醇中的一种或多种。
14.根据权利要求1-10任一项所述的类胡萝卜素微胶囊的制备方法，其特征在于，所述类胡萝卜素溶液中添加有抗氧化剂，所述抗氧化剂选自TBHQ、VC-棕榈酸酯、生育酚、迷迭香、茶多酚、没食子酸丙酯、BHT、抗坏血酸钠、抗坏血酸和乙氧基喹啉中的一种或多种；和/或，所述抗氧化剂与所述类胡萝卜素结晶的质量比为(0.1-3):1。
15.根据权利要求1-10任一项所述的类胡萝卜素微胶囊的制备方法，其特征在于，所述步骤b)中的所述热油脂为生理上可接受的油脂，所述油脂选自蜡类和植物油脂中的一种或多种。
16.根据权利要求15所述的类胡萝卜素微胶囊的制备方法，其特征在于，所述蜡类选自蜂蜡、巴西棕榈蜡、小烛树蜡、微晶蜡、褐煤酸酯蜡、稻芽油蜡、鲸蜡、羊毛脂蜡、西门德木蜡、萨索尔蜡和日本蜡中的一种或多种；和/或，所述植物油脂选自玉米油、大豆油、葵花籽油、橄榄油、椰子油、菜籽油、棉籽油、棕榈油和可可脂中的一种或多种。
17.根据权利要求1-10任一项所述的类胡萝卜素微胶囊的制备方法，其特征在于，步骤a）的所述类胡萝卜素结晶选自β-胡萝卜素、叶黄素、玉米黄质、番茄红素、角黄素、虾青素、辣椒红素、柠檬黄素、β-阿朴-8’ -胡萝卜素醛、β-阿朴-8’-胡萝卜素酸乙酯中的一种或多种。
18.一种根据权利要求1-17任一项所述类胡萝卜素微胶囊的制备方法制备得到的稳定、高生物利用度的类胡萝卜素微胶囊，其特征在于，所述类胡萝卜素微胶囊的分散相分散在所述保护性胶体中，分散相平均粒径＜0.7μm，所述分散相包含至少一种类胡萝卜素颗粒、至少一种油脂，所述类胡萝卜素颗粒以纳米分散的形式被包裹在所述油脂中。
CN202010756509.4A 2020-07-31 2020-07-31 一种稳定、高生物利用度的类胡萝卜素微胶囊及其制备方法 Active CN111903846B (zh)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010756509.4A CN111903846B (zh) 2020-07-31 2020-07-31 一种稳定、高生物利用度的类胡萝卜素微胶囊及其制备方法
US17/793,937 US20230063291A1 (en) 2020-07-31 2021-04-29 Stable carotenoid microcapsule having high bioavailability and preparation method therefor
PCT/CN2021/090793 WO2022021975A1 (zh) 2020-07-31 2021-04-29 一种稳定、高生物利用度的类胡萝卜素微胶囊及其制备方法
DE112021000453.0T DE112021000453T5 (de) 2020-07-31 2021-04-29 Eine stabile und hochgradig bioverfügbare Carotinoid-Mikrokapsel sowie deren Herstellungsverfahren

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010756509.4A CN111903846B (zh) 2020-07-31 2020-07-31 一种稳定、高生物利用度的类胡萝卜素微胶囊及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111903846A CN111903846A (zh) 2020-11-10
CN111903846B true CN111903846B (zh) 2023-10-31

Family

ID=73287450

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010756509.4A Active CN111903846B (zh) 2020-07-31 2020-07-31 一种稳定、高生物利用度的类胡萝卜素微胶囊及其制备方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20230063291A1 (zh)
CN (1) CN111903846B (zh)
DE (1) DE112021000453T5 (zh)
WO (1) WO2022021975A1 (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113575945B (zh) * 2021-07-20 2023-12-19 万华化学集团股份有限公司 一种纳米级高全反式类胡萝卜素干粉的制备方法
CN115363982B (zh) * 2021-12-14 2023-07-25 广州花出见生物科技有限公司 一种超重力加速工艺制得的改性硅粉及其应用
CN114568683B (zh) * 2022-03-23 2023-12-01 江南大学 一种具有高稳定性的多糖-多酚乳液的制备方法
CN115089506A (zh) * 2022-05-16 2022-09-23 北京化工大学 应用超重力技术制备视黄醇棕榈酸酯脂质体的方法及所得视黄醇棕榈酸酯脂质体
CN115119904B (zh) * 2022-05-23 2024-02-27 万华化学(四川)有限公司 一种高全反式类胡萝卜素微胶囊的制备方法及微胶囊
CN115153018B (zh) * 2022-07-04 2023-07-21 新昌新和成维生素有限公司 一种类胡萝卜素乳液的生产方法和生产系统
CN115530317B (zh) * 2022-11-03 2023-08-22 广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所 一种提高芒果皮类胡萝卜素稳定性及其稳态化包埋的方法
CN118525919A (zh) * 2023-02-22 2024-08-23 浙江可明生物医药有限公司 类胡萝卜素制剂的制备方法
CN116508986A (zh) * 2023-04-23 2023-08-01 江苏派乐滋食品有限公司 一种具有高稳定性β-胡萝卜素微胶囊的制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1836652A (zh) * 2005-03-23 2006-09-27 浙江新和成股份有限公司 水分散性类胡萝卜素粉的制备方法
CN101016259A (zh) * 2007-02-12 2007-08-15 浙江大学 一种高全反式β－胡萝卜素制剂的制备方法
CN102552173A (zh) * 2010-12-23 2012-07-11 浙江医药股份有限公司新昌制药厂 一种高生物利用度的类胡萝卜素油悬浮液及其制备方法
CN106573216A (zh) * 2014-08-28 2017-04-19 埃克森美孚研究工程公司 用于流化床反应器的流体注入喷嘴
CN111419821A (zh) * 2020-04-17 2020-07-17 万华化学集团股份有限公司 一种高全反式类胡萝卜素微胶囊的制备方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3998753A (en) 1974-08-13 1976-12-21 Hoffmann-La Roche Inc. Water dispersible carotenoid preparations and processes thereof
DE3119383A1 (de) * 1981-05-15 1982-12-02 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen Verfahren zur herstellung von feinverteilten, pulverfoermigen carotinodpraeparaten
CN1067548C (zh) * 1994-01-21 2001-06-27 上海第六制药厂 β－胡萝卜素或类胡萝卜素微型胶囊的制备及其应用
US20080008798A1 (en) * 2002-02-06 2008-01-10 Arnold Gloor Salts of astaxathin esters
US6936279B2 (en) 2002-06-18 2005-08-30 Zeavision Llc Microcrystalline zeaxanthin with high bioavailability in oily carrier formulations
CN101828693B (zh) 2009-03-09 2013-01-02 浙江医药股份有限公司新昌制药厂 制备低粘度高流动性类胡萝卜素油悬浮液的方法及其应用
CN102525923B (zh) * 2012-02-16 2014-09-10 中国农业大学 类胡萝卜素乳液及微胶囊的制备方法
CN107669657B (zh) 2016-08-02 2021-08-31 浙江医药股份有限公司新昌制药厂 一种含较多双键脂溶性营养素高稳定性微胶囊的制备方法
CN108030063A (zh) 2017-12-17 2018-05-15 江南大学 一种高载量高生物利用度的β-胡萝卜素微胶囊的制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1836652A (zh) * 2005-03-23 2006-09-27 浙江新和成股份有限公司 水分散性类胡萝卜素粉的制备方法
CN101016259A (zh) * 2007-02-12 2007-08-15 浙江大学 一种高全反式β－胡萝卜素制剂的制备方法
CN102552173A (zh) * 2010-12-23 2012-07-11 浙江医药股份有限公司新昌制药厂 一种高生物利用度的类胡萝卜素油悬浮液及其制备方法
CN106573216A (zh) * 2014-08-28 2017-04-19 埃克森美孚研究工程公司 用于流化床反应器的流体注入喷嘴
CN111419821A (zh) * 2020-04-17 2020-07-17 万华化学集团股份有限公司 一种高全反式类胡萝卜素微胶囊的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111903846A (zh) 2020-11-10
DE112021000453T5 (de) 2022-11-24
WO2022021975A1 (zh) 2022-02-03
WO2022021975A9 (zh) 2022-09-29
US20230063291A1 (en) 2023-03-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111903846B (zh) 一种稳定、高生物利用度的类胡萝卜素微胶囊及其制备方法
AU743477B2 (en) The production of carotenoid preparations in the form of coldwater-dispersible powders, and the use of the novel carotenoid preparations
JP4988081B2 (ja) 安定なリコピン粉末製剤、安定なリコピン水性分散液、それらの製法、それらの使用およびそれらを含有する栄養補助剤、動物飼料、食品、および医薬品および化粧品
US5364563A (en) Powdered aqueous carotenoid dispersions
EP2062570B1 (en) A method for obtaining stable micro-emulsions of derivatives of oxycarotenoids of short-chain organic acids, micro-emulsions obtained, and formulation which contains these
JP4608034B2 (ja) 油と混合可能な液状カロチノイド調剤
DE60008299T2 (de) Verfahren zur Herstellung einer wasserdispergierbaren Carotinoid-haltigen Formulierung
CN101549273B (zh) 纳米分散的高全反式类胡萝卜素微胶囊的制备方法
EP2266419A1 (en) Direct dissolution of carotenoids in edible oils and fats
JP2006514829A (ja) 粉末フィトステロール製剤
CN101219125B (zh) 冷水分散型叶黄素微胶囊及其制备方法
JP2010515446A (ja) 油性組成物
CN100482102C (zh) 含有类胡萝卜素的均质固体颗粒
AU2020102902A4 (en) 3d-printed chinese yam starch-supported carotenoids sustained-release preparation and preparation method thereof
DK2222180T3 (en) METHOD OF PREPARING CAROTENOID SOLUTIONS
CN113575945B (zh) 一种纳米级高全反式类胡萝卜素干粉的制备方法
CN102341005A (zh) 虾青素衍生物的配制剂及其应用iii
JP4630545B2 (ja) 分散液の製造工程
US20030228372A1 (en) Antler composition and its manufacturing process
US20240279148A1 (en) Preparation method of carotenoid agent
JP2002112712A (ja) 安定なカロチノイド類含有粉末およびその製造方法
CN113841895A (zh) 一种β-胡萝卜素微囊粉末的制备方法
CN101583285A (zh) 油性组合物
DE102008058449A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Carotinoid-Lösungen IV

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant